Chứng minh DM² = MN · MK trong hình bình hành ABCD
Problem:
Cho hình bình hành ABCD, một đường thẳng đi qua D cắt AC, AB, CB theo thứ tự tại M, N, K. Chứng minh rằng: \(DM^2 = MN \cdot MK\).
Problem Analysis
Problem Summary
Cho hình bình hành ABCD, đường thẳng qua D cắt AC tại M, cắt AB tại N, cắt CB tại K. Cần chứng minh \(DM^2 = MN \cdot MK\).
Required Knowledge
Tính chất hình bình hành (AB // CD, AD // BC). Định lí Thalès: nếu một đường thẳng song song với một cạnh của tam giác thì cắt hai cạnh còn lại (hoặc đường kéo dài) theo tỉ lệ bằng nhau. Tính chất tỉ lệ thức: nếu \(\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}\) thì \(ad = bc\).
Solution Method
Chỉ có một cách. Vì ABCD là hình bình hành, AN // CD và AD // CK. Áp dụng định lí Thalès vào tam giác AMN (với AN // CD) để lập tỉ lệ thứ nhất chứa \(\dfrac{DM}{MN}\). Áp dụng định lí Thalès vào tam giác ADM (với CK // AD) để lập tỉ lệ thứ hai chứa \(\dfrac{MK}{DM}\). Hai tỉ lệ cùng bằng \(\dfrac{CM}{AM}\), từ đó suy ra \(DM^2 = MN \cdot MK\).
Real-world Application
Khi căng một tấm bạt hình bình hành và kẻ một đường chéo cắt qua các cạnh, tỉ lệ các đoạn bị cắt tuân theo đúng mối quan hệ này — giúp thợ xây tính toán khoảng cách trên bản vẽ mà không cần đo trực tiếp.
Hints (0/3)
Hint 1:
Vì ABCD là hình bình hành, AB // CD và AD // BC. Hãy xác định xem AN và CK song song với cạnh nào của hình bình hành.
Hint 2:
Áp dụng định lí Thalès vào tam giác AMN với đường thẳng qua D song song AN, em sẽ lập được tỉ lệ \(\dfrac{DM}{MN} = \dfrac{CM}{AM}\). Làm tương tự với tam giác ADM để lập tỉ lệ thứ hai.
Hint 3:
Khi hai tỉ lệ thức cùng bằng \(\dfrac{CM}{AM}\), tức là \(\dfrac{DM}{MN} = \dfrac{MK}{DM}\), hãy nhân chéo để ra kết quả cần chứng minh.
Detailed solution
Vì ABCD là hình bình hành nên AB // CD và AD // BC, suy ra AN // CD và AD // CK.
Áp dụng định lí Thalès vào tam giác AMN có AN // CD (D nằm trên đường thẳng qua M song song AN), ta được:
\[\dfrac{DM}{MN} = \dfrac{CM}{AM} \quad (1)\]
Áp dụng định lí Thalès vào tam giác ADM có CK // AD (K nằm trên đường thẳng qua M song song AD), ta được:
\[\dfrac{MK}{DM} = \dfrac{CM}{AM} \quad (2)\]
Từ (1) và (2) suy ra:
\[\dfrac{DM}{MN} = \dfrac{MK}{DM}\]
Nhân chéo hai vế:
\[DM^2 = MN \cdot MK \quad (\text{đpcm})\]
Exercises in this lesson— Luyện tập chung trang 87